糖原的合成与分解

糖原合成酶 b ( 无活性)
P
糖原磷酸化酶 a ( 有活性)
P
ATP ADP
(1)糖原合酶的变构调节
变构激活剂：6-磷酸葡萄糖
结论：
当葡萄糖充足时，体内糖原合 成加强，糖原分解减弱。
(2)糖原合酶的共价修饰调节
A激酶(无活性)
+
cAMP
ATP
A激酶(有活性)
ADP
糖原合酶a （有活性）
糖原合酶b- P （无活性）
糖原的合成与分解
糖原
糖原是以葡萄糖为基本单位聚合而成 的多糖。在糖原分子中，葡萄糖与葡 萄糖分子之间以α–1,4–糖苷键相连构 成直链，又以α–1,6–糖苷键连接形成 分枝，整体糖原分子 呈树枝。肝和肌 肉是贮存糖原的主要组织器官。
还原端
1.糖原的结构特点
非还原端
形 状：树枝状 分子量：100～1000万 还原端：一个 非还原端：多
糖原(1→4葡萄糖单位)
葡萄糖
ATP ADP
6-磷酸葡萄糖
消耗能量 需要引物 非还原端
糖原(1→4和1→6葡萄糖单
返回
4.糖原合成与分解的调节
磷酸化酶
变构调节
糖原合成酶
共价修饰调节
受同一调节系统控制
即：激素-cAMP-蛋白激酶
有两种类型
即：活性形式 和无活性形式
糖原的合成和分解通过对糖原磷酸化酶和糖原合成酶 的调节机制进行调控
定义：
由单糖合成糖原的过程称 为糖原的合成(glycogenesis)。
单糖:
葡萄糖(主要)、果糖、半乳糖等
部位：
肝脏、肌肉组织等细胞的胞浆中
(1)葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖
葡萄糖 (glucose)
ATP ADP
Mg2+
葡萄糖激酶
6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate)
(2)6-磷酸葡萄糖转变为1-磷酸葡萄糖
个
糖原的分布
肝糖原：
含量可达肝重的 5%(总量为90-100g)
肌糖原：
含量为肌肉重量的1～ 2%(总量为200-400g)
返回
2.糖原分解
糖原分解
是指糖原分解为葡萄糖的过程 。
部位
肝脏
产物
葡萄
一、糖原的酶促磷酸解
• 糖原的结构及其连接方式
非还原性末端
-1，6糖苷键
-1，4-糖苷键
(2)1-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸葡萄糖
1-磷酸葡萄糖 (glucose-1-phosphate)
磷酸葡萄糖变位酶
6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate)
6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖
H2O H3PO4
葡萄糖-6-磷酸酶 （肝）
6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate)
1、腺苷酸环化酶
（无活性）
1
腺苷酸环化酶（活性）
2、ATP
cAMP
2
102
3、蛋白激酶
R、cAMP
3
（无活性） 蛋白激酶（活性）
ATP ADP
4、磷酸化酶激酶
4
（无活性） 磷酸化酶激酶（活性）
糖原分解加强
糖原合成下降 返回
cAMP结构
(3)、激素对糖原
合成与分解的调控
肾上腺素或 胰高血糖素
肾上腺素或 胰高血糖素
意义：由于
酶的共价修饰 反应是酶促反 应，只要有少 量信号分子（ 如激素）存在 ，即可通过加 速这种酶促反 应，而使大量 的另一种酶发 生化学修饰， 从而获得放大 效应。这种调 节方式快速、 效率极高。
磷酸化酶a（催化1.4-糖苷键断裂） 三种酶协同作用： 转移酶（催化寡聚葡萄糖片段转移）
脱枝酶（催化1.6-糖苷键水解断裂）
非还原性末端 Pi
1-磷酸葡萄糖
糖 非还原端
原
磷
G -1-P
酸 磷酸葡萄糖变位酶
解
G -6-P
的
步
骤
G
G
双重功能酶
磷酸化酶a
糖原核心
转移酶
极限糊精
脱枝酶（释放1个葡萄糖）
糖原磷酸化酶的作用位点及产物
(4)UDPG中的葡萄糖连接到糖原引物上
尿苷二磷酸葡萄糖 (UDPG)
糖原(Gn+1)
(glycogen)
糖原引物(Gn)
(glycogen primer)
UDP
糖原合酶
(5)分支酶催化糖原不断形成新分支链
12~18G
糖原合酶
分枝酶
糖原引物
糖原合成的限速酶
糖原合成图
1-磷酸葡萄糖
UTP
UDPG PPi 糖原引物 UDP
断键部位
非还原性末端
磷酸化酶 a (PLP)
+
磷酸
G-1-P
糖原分解的限速酶
(1)糖原磷酸解为1-磷酸葡萄糖
糖原
Gn
H3PO4
磷酸化酶
糖 原 Gn-1
1-磷酸葡萄糖 (glucose-1-phosphate)
脱
支
Pi
酶 的
G-1-P
作
脱支酶
用
脱支酶
脱支酶具有双重作用
:
G
α-1,4-糖基转移酶α1,6-糖苷酶
别构调控 1. 糖原磷酸化酶：AMP； ATP、6-P-G、Glc 2. 糖原合成酶：6-P-G、Glc
共价修饰
磷酸化酶和糖原合成酶的活性是受磷酸化或去磷酸化的共 价修饰的调节。二种酶磷酸化及去磷酸化的方式相似，但 其效果相反。
Pi H2O
糖原合成酶 a ( 有活性)
OH
糖原磷酸化酶 b OH
( 无活性)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Pi
磷蛋白磷酸酶-1 H2O
磷酸化酶b激酶
(无活性)
Pi
ATP
磷蛋白磷酸酶-1
A激酶(有活性)
A激酶(无活性)
H2O
ADP
2ATP 磷酸化酶b激酶- P
+
2ADP cAMP +
（有活性）
A激酶(有活性)
磷酸化酶b （无活性）
磷酸化酶a- P （高活性）
+
糖原合酶a 糖原合酶b- P （有活性） （无活性）
磷酸葡萄糖变位酶
6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate)
1-磷酸葡萄糖 (glucose-1-phosphate)
(3)尿苷二磷酸葡萄糖的生成
UDPG焦磷酸化酶 UTP
1-磷酸葡萄糖 (glucose-1-phosphate)
H2O
PPi 2Pi
尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)
(uridine diposphate glucose)
葡萄糖 (glucose)
脑与肌肉中缺乏此酶
原糖
糖
Gn+1 Pi
磷酸化酶
原 分
Gn
1-磷酸葡萄糖
解 磷酸葡萄糖变位酶
图 6-磷酸葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸酶
H2O
Pi
葡萄糖
糖分解代谢
一、糖原的合成作用
由葡萄糖和其它单糖如果糖、半乳糖 合成糖原的过程称为糖原合成，反应 在细胞质中进行 。
糖原的结构
3.糖原合成
Pi 磷蛋白磷酸酶-1 H2O
(3)cAMP对糖原合成与分解的调节
胰高血糖素、肾上腺素
腺苷酸环化酶 + 腺苷酸环化酶
磷酸化酶b激酶 ATP +
cAMP
胰高血糖素 和肾上腺素 对糖原合成
与分解的 调节
+
蛋白激酶 + 蛋白激酶
磷酸化酶b激酶 磷酸化酶b + 磷酸化酶a
糖原合酶 + 糖原合酶
级联放 大效应